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1、1 生态系统的能量流动和物质循环 一 能量流动 填空 1 过程 输入 起点是 传递 途径 和 形式 有机物中的 转化 形式 太阳能 有机物中化学能 散失 经细胞呼吸以 形式散失 答案 1 生产者固定的太阳能食物链食物网化学能热能热能 2 图解 2 答案 2 细胞呼吸细胞呼吸有机物初级消费者次级消费者三级消费者细胞 呼吸呼吸作用热能 3 判断正误 1 生态系统的能量流动指能量的输入和散失过程 2 流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能 3 散失的热能可以被生产者固定再次进入生态系统 4 流经第二营养级的总能量指次级消费者摄入到体内的能量 答案 3 1 提示 还包括传递和转化过程 2 提示
2、是生产者固定的太阳能或化学能 3 提示 生产者只能利用太阳能或化学能 化能合成作用 不能利用热能 4 提示 初级消费者同化的能量 4 特点 1 单向流动 能量只能沿着食物链由 流向高营养级 2 逐级递减 每个营养级生物都因 而散失部分热能 每个营养级生物总有一部分能量不能被 利用 传递效率为 形象地用 答案 4 1 低营养级 3 2 呼吸作用 下一营养级 10 20 能量金字塔表示 5 研究能量流动的意义 1 帮助人们科学规划 设计 使能量得到 的利用 2 帮助人们合理地调整生态系统中的 关系 使能量持续高效地流向对人类 的部分 答案 5 1 人工生态系统最有效 2 能量流动最有益 想一想 消
3、费者摄入的能量 同化的能量 输入的能量与粪便中的能量有什么关系 二 物质循环 判断正误 1 参与循环的物质是组成生物体的各种化合物 2 物质循环的范围是生物圈 3 碳循环在生物群落和无机环境之间主要以有机物形式循环 4 化石燃料的大量燃烧是造成温室效应的主要原因 答案 1 2 3 4 想一想 与碳循环相关的两个基本生理活动是什么 三 能量流动和物质循环的关系 判断正误 1 物质循环和能量流动是各自独立地进行的 2 物质和能量都是往复循环 重复利用的 3 物质是能量流动的载体 能量流动是物质循环的动力 答案 1 2 3 解惑 相邻两营养级之间能量传递效率只有10 20 因此食物链中营养级一般不超
4、过4 5 个 4 5 生物系统中物质循环与能量传递实例 1 2013 广东卷 5 右图所示某湖泊的食物网 其中鱼a 鱼 b 为两种小型土著鱼 若 引入一种以中小型鱼类为食的鲈鱼 将出现的情况是 6 A 鲈鱼的产量不能弥补土著鱼的减少量 B 土著鱼在与鲈鱼的竞争中处于劣势 C 浮游动物总量锐减后再急升 D 浮游植物总量急升后再锐减 解析 由于鲈鱼以鱼a 鱼 b 等中小型鱼类为食 鲈鱼产量增加 但鱼a 鱼 b 两种土 著鱼减少 根据能量传递的特点 单向流动 逐级递减 鲈鱼的产量不能弥补土著鱼的减少 量 故 A 正确 土著鱼与鲈鱼是捕食关系 不是竞争 故B 错误 根据营养关系 浮游动 物总量应该是先
5、增加 而后减少 故C 错误 根据营养关系 浮游植物总量应该先减少后 增加 故 D 错误 答案 A 2 2013 新课标全国 卷 5 某农场面积约140 hm2 农场丰富的植物资源为黑线姬鼠 提供了很好的生存条件 鼠大量繁殖吸引鹰前来捕食 某实验小组用标志重捕法调查黑线姬 鼠的种群密度 第一次捕获了100 只 标记后全部放掉 第二次捕获了280 只 发现其中有 2 只带有标记 下列叙述错误的是 A 鹰的迁入率增加会影响黑线姬鼠的种群密度 B 该农场黑线姬鼠的种群密度约为100 只 hm2 C 黑线姬鼠种群数量下降说明该农场群落的丰富度下降 D 植物 鼠 鹰这条食物链中 第三营养级含能量最少 解析
6、 鹰是黑线姬鼠的天敌 引入天敌后 会引起黑线姬鼠种群密度下降 A 正确 种 群密度 280 100 2 140 100 只 hm2 B 正确 物种丰富度是指群落中种群的数量 而非 指某个种群中个体的数量 C 错误 能量传递过程中是逐级递减的 第三营养级能量最少D 7 正确 答案 C 3 某弃耕地的主要食物链由植物 田鼠 鼬构成 生态学家对此食物链能量流动进行 了研究 结果如下表 单位是J hm 2 a 动物田鼠鼬 固定的 太阳能 摄入量同化量呼吸量摄入量同化量呼吸量 2 45 1011 1 05 109 7 50 10 8 7 15 108 2 44 107 2 25 107 2 18 107
7、 1 能量从田鼠传递到鼬的效率是 2 在研究能量流动时 可通过标志重捕法调查田鼠种群密度 在 1 hm2范围内 第一次 捕获并标记40 只田鼠 第二次捕获30 只 其中有标记的15 只 该种群密度是 只 hm2 若标记的田鼠有部分被鼬捕食 则会导致种群密度估算结果 3 田鼠和鼬都是恒温动物 同化的能量中只有3 5 用于 其余在 呼吸作用中以热能的形式散失 4 鼬能够依据田鼠留下的气味去猎捕后者 田鼠同样也能够依据鼬的气味或行为躲避 猎捕 可见 信息能够 维持生态系统的稳定 解析 1 能量传递效率为两相邻营养级间同化量的比值 即 2 25 107 7 50 108 3 2 根据标 志重捕法的计算
8、公式 40 N 15 30得 N 80 只 若标记的田鼠有部分被鼬捕食 则会使得 N 值 偏大 3 恒温动物借助有氧呼吸释放的热能来维持体温的恒定 故其同化量中只有一小部 分用于自身的生长 发育和繁殖 答案 1 3 2 80偏大 3 自身的生长 发育和繁殖 4 调节生物的种间关系 8 物质循环与能量流动的综合考查 4 2010 广东卷 26 气候变化与生态系统的碳循环密切相关 下表为A B 两个不同 时期陆地生态系统与大气环境的碳交换情况 时期碳吸收量 kgC a 1 碳释放量 kgC a 1 A 1 20 10141 20 1014 B 1 20 10141 26 1014 请回答下列问题
9、1 生态系统碳的吸收主要是通过 作用实现的 碳的释放主要是通过 作用实现的 2 表中 时期的生态系统处于稳定状态 原因是 3 由于过度的人工碳排放 破坏了生态系统的 导致大气中 增加 并引起全球气候变化 4 人们正在积极开发新能源以减少碳排放 如 叶绿素太阳能电池 是模仿类囊体吸 收光能的特性而制造的 类囊体吸收光能的过程发生在光合作用的 阶段 又如 经改造的蓝藻能在细胞内将光合作用产生的 直接发酵转化为燃料乙醇 解析 本题主要考查生态系统碳循环与气候变化的相关知识 如 光合作用 呼吸作用 温室效应以及生态系统的稳定性等知识 1 碳在生物群落与无机环境之间的循环主要以CO2 的形式进行 CO2
10、的吸收主要依靠光合作用实现 其次还有化能合成作用 CO2的释放主要 依靠呼吸作用实现 其次还有化学燃料的燃烧 2 表中 A 时期碳吸收量等于碳释放量 生 态系统维持稳定 而B 时期碳吸收量小于碳释放量 生态系统的稳定性遭到破坏 3 过度 的人工碳排放超过了生态系统的自我调节能力 生态系统的稳定性遭到破坏 CO2排放的增 加导致温室效应 引起全球气候变化 4 光合作用的光反应阶段发生在类囊体薄膜上 光 合作用的产物是有机物和氧气 其中有机物 葡萄糖 可作为发酵的直接原料 答案 1 光合呼吸 2 A 碳的释放量等于碳的吸收量 3 碳循环平衡CO2浓度 4 光反应葡萄糖 9 5 2013 江苏卷 2
11、6 在江苏某地进行稻田养鱼的实验研究 6 月 5 日在一定面积的实 验小区插秧后放养300 条小鲫鱼 杂食性 稻田水深 8 10 cm 对照小区不放鱼 其他条件 相同 所有处理设置3 次重复实验持续2 个月 期间检测浮游植物生物量 干重 请回答下 列问题 1 每个处理设置3 次重复 其主要目的是 2 实验的第一个月期间 检测发现实验组浮游植物生物量显著高于对照组 原因分析 如下 放养鱼对浮游植物的不利之处是鱼的取食作用 有利之处是鱼粪为浮游植物提供营养 物质 以及鱼会大量捕食 从而减弱其对浮游植物的捕食作用 在此期 间 有利因素占据优势 3 实验的第二个月期间 所有小区的浮游植物生物量均显著下
12、降 主要原因是此时生 长旺盛的水稻与浮游植物之间具有 关系 4 放养鱼增加了该生态系统中 的复杂性 从而增加了该生态系统中 的速率 5 除了上述因素之外 对该实验研究影响最大的不定因素是 填序 号 鸟 土壤质地 光照 水体肥力 稻田杂草 解析 1 进行实验时设置重复实验的目的是为了排除偶然因素对实验结果造成的误差 提高实验结果的准确性 2 鱼类会捕食体型较小的浮游动物 减小这些浮游动物对浮游植 物的捕食 使实验组浮游植物生物量显著高于对照组 3 生长旺盛的水稻和浮游植物会因 水中的矿质营养 光照等因素而产生竞争关系 4 放养鱼类增加了生态系统的生物种类 增加了该生态系统中营养结构的复杂程度 鱼类作为消费者可以加快生态系统中物质转化和 能量流动的速率 5 鸟类的存在会改变整个生态系统的食物链和食物网 进而影响生物的 种间关系 故对该实验研究影响最大 答案 1 减少实验误差 增加实验的准确性 2 浮游动物 3 竞争 4 营养结构 食物 网或食物链 物质转化和能量流动 5
